Ems-Grivory: Computer Assisted Technical Service ausgebaut

Kunststoffbauteile entstehen immer öfter nur noch am Computer. Neu soll auch die Vorhersage der Bauteillebensdauer virtuell geschehen - (Bilder: Ems-Chemie AG).

Der Schweizer Polyamidspezialist Ems-Grivory hat jüngst die Dienstleistungspalette des Computer Assisted Technical Service mit zwei vielversprechenden Angeboten erweitert. Das Unternehmen will damit den Trend unterstützen, Bauteile virtuell zu entwickeln, zu erproben und zu analysieren. Dies soll die Entwicklungszeiten verkürzen und gleichzeitig die Bauteilqualität steigern.

Ems-Grivory engagiert sich in der Entwicklung von Berechnungsmethoden zur Bestimmung der Lebensdauer von faserverstärkten Kunststoffbauteilen. Zusammen mit Partnern wie VW, BMW, Bosch, Sulzer, Magna und der Universität Leoben wurde ein entsprechendes Forschungsprojekt lanciert. Im Zuge dessen wurde die Lebensdauer eines Getriebequerträgers mit neu entwickelten Berechnungsmethoden simuliert. Das gilt als einne hochkomplexe Angelegenheit, da eine Vielzahl von Faktoren Einfluss auf die Lebensdauer hat. Dazu zählt nebst Temperatur, Feuchte und der mechanischen Belastung auch die Faserorientierung. Je nachdem, ob eine Faserlängs- oder Querorientierung vorliegt, können die Festigkeitswerte um bis zu 50 Prozent abweichen, wodurch die Lebensdauer eines Bauteils massgeblich beeinflusst werden kann.

Parallel zu den Berechnungen wurden konventionelle Bauteiltests durchgeführt, bei welchen das Ermüdungsverhalten - sprich die Lebensdauer - in spezifischen Belastungsszenarien ermittelt wurde. Der Vergleich der Berechnungsergebnisse mit den Bauteiltests zeigt: Bereits heute haben die am Computer errechneten Vorhersagen eine hohe Zuverlässigkeit, was ein hohes Einsparpotenzial bei der Bauteilentwicklungszeit ermöglicht.

Zerstörungsfreie Bauteilanalyse

Vergleich eines CT-Scans mit dem originalen 3D-CAD-Modell. Darstellung der lokalen Geometrieabweichung.

Treten dann in einem Kunststoffbauteil Probleme aufgrund von Lunkern, Bindenähten oder ungünstiger Faserorientierung auf, so müssen diese gründlich analysiert werden. Dies kostet in der Regel Zeit und verlängert die Entwicklungsphase beträchtlich. Bisher war der Einblick in Bauteile laut Anbieter nur mittels zeitintensiver Mikroskopiertechnik möglich und es konnten demzufolge nur einzelne Schnittebenen untersucht werden. Die Anwendungstechnik von Ems-Grivory setzt nun bei solchen Untersuchungen auf die Computertomographie. Während diese Technologie auf dem Gebiet der Medizin bereits seit vielen Jahren eingesetzt wird, findet sie in der Industrie nun auch Anwendung. Mithilfe der Computertomographie kann in wenigen Stunden ein dreidimensionales Abbild des Bauteils zerstörungsfrei erstellt werden. So kann der Kundenservice massiv beschleunigt und gleichzeitig verbessert werden.

Bauteilentwicklung profitiert

Mit einem hochauflösenden Scan können Glasfasern in einem Bauteil sichtbar gemacht (links) und deren Anteil und Orientierung mittels spezieller Software analysiert werden (rechts).

Die Computertomographie eignet sich besonders für exakte Bauteilvermessungen sowie für die Analyse von Faserorientierung und Lunkern. In einem Scan können alle nötigen Informationen für diese Untersuchungen gesammelt werden. Es ist sogar möglich, die Resultate des Scans direkt mit dem ursprünglichen 3D-Modell aus der Bauteilentwicklung zu vergleichen. Dies gibt Aufschluss darüber, wie präzise die Simulationsmodelle sind und in welchen Bereichen sie weiter verbessert werden können.

Mit den neuen Berechnungsmethoden zur Vorhersage der Lebensdauer und der Computertomographie verfügt Ems-Grivory über zwei Werkzeuge, die das Bauteilverständnis erheblich erweitern, den Kundenservice ausbauen und damit die Bauteilentwicklung deutlich beschleunigen können.

Das Unternehmen präsentiert sich auf der Swiss Plastics Expo 2017.

Weitere Informationen: www.ems-group.com, www.emsgrivory.com

Swiss Plastics Expo 2017, 24.-26. Januar 2017, Luzern, Halle 2, Stand D2113

EMS-Chemie Holding AG, Herrliberg, Schweiz

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